Fix error while compiling using 'vlib/vlib.h' dependencie.
[vpp.git] / src / vlib / buffer_funcs.h
1 /*
2  * Copyright (c) 2015 Cisco and/or its affiliates.
3  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
4  * you may not use this file except in compliance with the License.
5  * You may obtain a copy of the License at:
6  *
7  *     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
8  *
9  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
10  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
11  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
12  * See the License for the specific language governing permissions and
13  * limitations under the License.
14  */
15 /*
16  * buffer_funcs.h: VLIB buffer related functions/inlines
17  *
18  * Copyright (c) 2008 Eliot Dresselhaus
19  *
20  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining
21  * a copy of this software and associated documentation files (the
22  * "Software"), to deal in the Software without restriction, including
23  * without limitation the rights to use, copy, modify, merge, publish,
24  * distribute, sublicense, and/or sell copies of the Software, and to
25  * permit persons to whom the Software is furnished to do so, subject to
26  * the following conditions:
27  *
28  * The above copyright notice and this permission notice shall be
29  * included in all copies or substantial portions of the Software.
30  *
31  *  THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND,
32  *  EXPRESS OR IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF
33  *  MERCHANTABILITY, FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND
34  *  NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE
35  *  LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION
36  *  OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM, OUT OF OR IN CONNECTION
37  *  WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN THE SOFTWARE.
38  */
39
40 #ifndef included_vlib_buffer_funcs_h
41 #define included_vlib_buffer_funcs_h
42
43 #include <vppinfra/hash.h>
44 #include <vppinfra/fifo.h>
45
46 /** \file
47     vlib buffer access methods.
48 */
49
50
51 /** \brief Translate buffer index into buffer pointer
52
53     @param vm - (vlib_main_t *) vlib main data structure pointer
54     @param buffer_index - (u32) buffer index
55     @return - (vlib_buffer_t *) buffer pointer
56 */
57 always_inline vlib_buffer_t *
58 vlib_get_buffer (vlib_main_t * vm, u32 buffer_index)
59 {
60   vlib_buffer_main_t *bm = vm->buffer_main;
61   uword offset = ((uword) buffer_index) << CLIB_LOG2_CACHE_LINE_BYTES;
62   ASSERT (offset < bm->buffer_mem_size);
63
64   return uword_to_pointer (bm->buffer_mem_start + offset, void *);
65 }
66
67 static_always_inline void
68 vlib_buffer_copy_indices (u32 * dst, u32 * src, u32 n_indices)
69 {
70   clib_memcpy_fast (dst, src, n_indices * sizeof (u32));
71 }
72
73 STATIC_ASSERT_OFFSET_OF (vlib_buffer_t, template_end, 64);
74 static_always_inline void
75 vlib_buffer_copy_template (vlib_buffer_t * b, vlib_buffer_t * bt)
76 {
77 #if defined CLIB_HAVE_VEC512
78   b->as_u8x64[0] = bt->as_u8x64[0];
79 #elif defined (CLIB_HAVE_VEC256)
80   b->as_u8x32[0] = bt->as_u8x32[0];
81   b->as_u8x32[1] = bt->as_u8x32[1];
82 #elif defined (CLIB_HAVE_VEC128)
83   b->as_u8x16[0] = bt->as_u8x16[0];
84   b->as_u8x16[1] = bt->as_u8x16[1];
85   b->as_u8x16[2] = bt->as_u8x16[2];
86   b->as_u8x16[3] = bt->as_u8x16[3];
87 #else
88   clib_memcpy_fast (b, bt, 64);
89 #endif
90 }
91
92 /** \brief Translate array of buffer indices into buffer pointers with offset
93
94     @param vm - (vlib_main_t *) vlib main data structure pointer
95     @param bi - (u32 *) array of buffer indices
96     @param b - (void **) array to store buffer pointers
97     @param count - (uword) number of elements
98     @param offset - (i32) offset applied to each pointer
99 */
100 static_always_inline void
101 vlib_get_buffers_with_offset (vlib_main_t * vm, u32 * bi, void **b, int count,
102                               i32 offset)
103 {
104 #if defined (CLIB_HAVE_VEC256) || defined (CLIB_HAVE_VEC128)
105   uword buffer_mem_start = vm->buffer_main->buffer_mem_start;
106 #endif
107 #ifdef CLIB_HAVE_VEC256
108   u64x4 off = u64x4_splat (buffer_mem_start + offset);
109   /* if count is not const, compiler will not unroll while loop
110      se we maintain two-in-parallel variant */
111   while (count >= 8)
112     {
113       u64x4 b0 = u32x4_extend_to_u64x4 (u32x4_load_unaligned (bi));
114       u64x4 b1 = u32x4_extend_to_u64x4 (u32x4_load_unaligned (bi + 4));
115       /* shift and add to get vlib_buffer_t pointer */
116       u64x4_store_unaligned ((b0 << CLIB_LOG2_CACHE_LINE_BYTES) + off, b);
117       u64x4_store_unaligned ((b1 << CLIB_LOG2_CACHE_LINE_BYTES) + off, b + 4);
118       b += 8;
119       bi += 8;
120       count -= 8;
121     }
122 #endif
123   while (count >= 4)
124     {
125 #ifdef CLIB_HAVE_VEC256
126       u64x4 b0 = u32x4_extend_to_u64x4 (u32x4_load_unaligned (bi));
127       /* shift and add to get vlib_buffer_t pointer */
128       u64x4_store_unaligned ((b0 << CLIB_LOG2_CACHE_LINE_BYTES) + off, b);
129 #elif defined (CLIB_HAVE_VEC128)
130       u64x2 off = u64x2_splat (buffer_mem_start + offset);
131       u32x4 bi4 = u32x4_load_unaligned (bi);
132       u64x2 b0 = u32x4_extend_to_u64x2 ((u32x4) bi4);
133 #if defined (__aarch64__)
134       u64x2 b1 = u32x4_extend_to_u64x2_high ((u32x4) bi4);
135 #else
136       bi4 = u32x4_shuffle (bi4, 2, 3, 0, 1);
137       u64x2 b1 = u32x4_extend_to_u64x2 ((u32x4) bi4);
138 #endif
139       u64x2_store_unaligned ((b0 << CLIB_LOG2_CACHE_LINE_BYTES) + off, b);
140       u64x2_store_unaligned ((b1 << CLIB_LOG2_CACHE_LINE_BYTES) + off, b + 2);
141 #else
142       b[0] = ((u8 *) vlib_get_buffer (vm, bi[0])) + offset;
143       b[1] = ((u8 *) vlib_get_buffer (vm, bi[1])) + offset;
144       b[2] = ((u8 *) vlib_get_buffer (vm, bi[2])) + offset;
145       b[3] = ((u8 *) vlib_get_buffer (vm, bi[3])) + offset;
146 #endif
147       b += 4;
148       bi += 4;
149       count -= 4;
150     }
151   while (count)
152     {
153       b[0] = ((u8 *) vlib_get_buffer (vm, bi[0])) + offset;
154       b += 1;
155       bi += 1;
156       count -= 1;
157     }
158 }
159
160 /** \brief Translate array of buffer indices into buffer pointers
161
162     @param vm - (vlib_main_t *) vlib main data structure pointer
163     @param bi - (u32 *) array of buffer indices
164     @param b - (vlib_buffer_t **) array to store buffer pointers
165     @param count - (uword) number of elements
166 */
167
168 static_always_inline void
169 vlib_get_buffers (vlib_main_t * vm, u32 * bi, vlib_buffer_t ** b, int count)
170 {
171   vlib_get_buffers_with_offset (vm, bi, (void **) b, count, 0);
172 }
173
174 /** \brief Translate buffer pointer into buffer index
175
176     @param vm - (vlib_main_t *) vlib main data structure pointer
177     @param p - (void *) buffer pointer
178     @return - (u32) buffer index
179 */
180
181 always_inline u32
182 vlib_get_buffer_index (vlib_main_t * vm, void *p)
183 {
184   vlib_buffer_main_t *bm = vm->buffer_main;
185   uword offset = pointer_to_uword (p) - bm->buffer_mem_start;
186   ASSERT (pointer_to_uword (p) >= bm->buffer_mem_start);
187   ASSERT (offset < bm->buffer_mem_size);
188   ASSERT ((offset % (1 << CLIB_LOG2_CACHE_LINE_BYTES)) == 0);
189   return offset >> CLIB_LOG2_CACHE_LINE_BYTES;
190 }
191
192 /** \brief Translate array of buffer pointers into buffer indices with offset
193
194     @param vm - (vlib_main_t *) vlib main data structure pointer
195     @param b - (void **) array of buffer pointers
196     @param bi - (u32 *) array to store buffer indices
197     @param count - (uword) number of elements
198     @param offset - (i32) offset applied to each pointer
199 */
200 static_always_inline void
201 vlib_get_buffer_indices_with_offset (vlib_main_t * vm, void **b, u32 * bi,
202                                      uword count, i32 offset)
203 {
204 #ifdef CLIB_HAVE_VEC256
205   u32x8 mask = { 0, 2, 4, 6, 1, 3, 5, 7 };
206   u64x4 off4 = u64x4_splat (vm->buffer_main->buffer_mem_start - offset);
207
208   while (count >= 8)
209     {
210       /* load 4 pointers into 256-bit register */
211       u64x4 v0 = u64x4_load_unaligned (b);
212       u64x4 v1 = u64x4_load_unaligned (b + 4);
213       u32x8 v2, v3;
214
215       v0 -= off4;
216       v1 -= off4;
217
218       v0 >>= CLIB_LOG2_CACHE_LINE_BYTES;
219       v1 >>= CLIB_LOG2_CACHE_LINE_BYTES;
220
221       /* permute 256-bit register so lower u32s of each buffer index are
222        * placed into lower 128-bits */
223       v2 = u32x8_permute ((u32x8) v0, mask);
224       v3 = u32x8_permute ((u32x8) v1, mask);
225
226       /* extract lower 128-bits and save them to the array of buffer indices */
227       u32x4_store_unaligned (u32x8_extract_lo (v2), bi);
228       u32x4_store_unaligned (u32x8_extract_lo (v3), bi + 4);
229       bi += 8;
230       b += 8;
231       count -= 8;
232     }
233 #endif
234   while (count >= 4)
235     {
236       /* equivalent non-nector implementation */
237       bi[0] = vlib_get_buffer_index (vm, ((u8 *) b[0]) + offset);
238       bi[1] = vlib_get_buffer_index (vm, ((u8 *) b[1]) + offset);
239       bi[2] = vlib_get_buffer_index (vm, ((u8 *) b[2]) + offset);
240       bi[3] = vlib_get_buffer_index (vm, ((u8 *) b[3]) + offset);
241       bi += 4;
242       b += 4;
243       count -= 4;
244     }
245   while (count)
246     {
247       bi[0] = vlib_get_buffer_index (vm, ((u8 *) b[0]) + offset);
248       bi += 1;
249       b += 1;
250       count -= 1;
251     }
252 }
253
254 /** \brief Translate array of buffer pointers into buffer indices
255
256     @param vm - (vlib_main_t *) vlib main data structure pointer
257     @param b - (vlib_buffer_t **) array of buffer pointers
258     @param bi - (u32 *) array to store buffer indices
259     @param count - (uword) number of elements
260 */
261 static_always_inline void
262 vlib_get_buffer_indices (vlib_main_t * vm, vlib_buffer_t ** b, u32 * bi,
263                          uword count)
264 {
265   vlib_get_buffer_indices_with_offset (vm, (void **) b, bi, count, 0);
266 }
267
268 /** \brief Get next buffer in buffer linklist, or zero for end of list.
269
270     @param vm - (vlib_main_t *) vlib main data structure pointer
271     @param b - (void *) buffer pointer
272     @return - (vlib_buffer_t *) next buffer, or NULL
273 */
274 always_inline vlib_buffer_t *
275 vlib_get_next_buffer (vlib_main_t * vm, vlib_buffer_t * b)
276 {
277   return (b->flags & VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT
278           ? vlib_get_buffer (vm, b->next_buffer) : 0);
279 }
280
281 uword vlib_buffer_length_in_chain_slow_path (vlib_main_t * vm,
282                                              vlib_buffer_t * b_first);
283
284 /** \brief Get length in bytes of the buffer chain
285
286     @param vm - (vlib_main_t *) vlib main data structure pointer
287     @param b - (void *) buffer pointer
288     @return - (uword) length of buffer chain
289 */
290 always_inline uword
291 vlib_buffer_length_in_chain (vlib_main_t * vm, vlib_buffer_t * b)
292 {
293   uword len = b->current_length;
294
295   if (PREDICT_TRUE ((b->flags & VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT) == 0))
296     return len;
297
298   if (PREDICT_TRUE (b->flags & VLIB_BUFFER_TOTAL_LENGTH_VALID))
299     return len + b->total_length_not_including_first_buffer;
300
301   return vlib_buffer_length_in_chain_slow_path (vm, b);
302 }
303
304 /** \brief Get length in bytes of the buffer index buffer chain
305
306     @param vm - (vlib_main_t *) vlib main data structure pointer
307     @param bi - (u32) buffer index
308     @return - (uword) length of buffer chain
309 */
310 always_inline uword
311 vlib_buffer_index_length_in_chain (vlib_main_t * vm, u32 bi)
312 {
313   vlib_buffer_t *b = vlib_get_buffer (vm, bi);
314   return vlib_buffer_length_in_chain (vm, b);
315 }
316
317 /** \brief Copy buffer contents to memory
318
319     @param vm - (vlib_main_t *) vlib main data structure pointer
320     @param buffer_index - (u32) buffer index
321     @param contents - (u8 *) memory, <strong>must be large enough</strong>
322     @return - (uword) length of buffer chain
323 */
324 always_inline uword
325 vlib_buffer_contents (vlib_main_t * vm, u32 buffer_index, u8 * contents)
326 {
327   uword content_len = 0;
328   uword l;
329   vlib_buffer_t *b;
330
331   while (1)
332     {
333       b = vlib_get_buffer (vm, buffer_index);
334       l = b->current_length;
335       clib_memcpy_fast (contents + content_len, b->data + b->current_data, l);
336       content_len += l;
337       if (!(b->flags & VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT))
338         break;
339       buffer_index = b->next_buffer;
340     }
341
342   return content_len;
343 }
344
345 always_inline uword
346 vlib_buffer_get_pa (vlib_main_t * vm, vlib_buffer_t * b)
347 {
348   return vlib_physmem_get_pa (vm, b->data);
349 }
350
351 always_inline uword
352 vlib_buffer_get_current_pa (vlib_main_t * vm, vlib_buffer_t * b)
353 {
354   return vlib_buffer_get_pa (vm, b) + b->current_data;
355 }
356
357 /** \brief Prefetch buffer metadata by buffer index
358     The first 64 bytes of buffer contains most header information
359
360     @param vm - (vlib_main_t *) vlib main data structure pointer
361     @param bi - (u32) buffer index
362     @param type - LOAD, STORE. In most cases, STORE is the right answer
363 */
364 /* Prefetch buffer header given index. */
365 #define vlib_prefetch_buffer_with_index(vm,bi,type)     \
366   do {                                                  \
367     vlib_buffer_t * _b = vlib_get_buffer (vm, bi);      \
368     vlib_prefetch_buffer_header (_b, type);             \
369   } while (0)
370
371 typedef enum
372 {
373   /* Index is unknown. */
374   VLIB_BUFFER_UNKNOWN,
375
376   /* Index is known and free/allocated. */
377   VLIB_BUFFER_KNOWN_FREE,
378   VLIB_BUFFER_KNOWN_ALLOCATED,
379 } vlib_buffer_known_state_t;
380
381 void vlib_buffer_validate_alloc_free (vlib_main_t * vm, u32 * buffers,
382                                       uword n_buffers,
383                                       vlib_buffer_known_state_t
384                                       expected_state);
385
386 always_inline vlib_buffer_known_state_t
387 vlib_buffer_is_known (vlib_main_t * vm, u32 buffer_index)
388 {
389   vlib_buffer_main_t *bm = vm->buffer_main;
390
391   clib_spinlock_lock (&bm->buffer_known_hash_lockp);
392   uword *p = hash_get (bm->buffer_known_hash, buffer_index);
393   clib_spinlock_unlock (&bm->buffer_known_hash_lockp);
394   return p ? p[0] : VLIB_BUFFER_UNKNOWN;
395 }
396
397 always_inline void
398 vlib_buffer_set_known_state (vlib_main_t * vm, u32 buffer_index,
399                              vlib_buffer_known_state_t state)
400 {
401   vlib_buffer_main_t *bm = vm->buffer_main;
402
403   clib_spinlock_lock (&bm->buffer_known_hash_lockp);
404   hash_set (bm->buffer_known_hash, buffer_index, state);
405   clib_spinlock_unlock (&bm->buffer_known_hash_lockp);
406 }
407
408 /* Validates sanity of a single buffer.
409    Returns format'ed vector with error message if any. */
410 u8 *vlib_validate_buffer (vlib_main_t * vm, u32 buffer_index,
411                           uword follow_chain);
412
413 always_inline u32
414 vlib_buffer_round_size (u32 size)
415 {
416   return round_pow2 (size, sizeof (vlib_buffer_t));
417 }
418
419 /** \brief Allocate buffers from specific freelist into supplied array
420
421     @param vm - (vlib_main_t *) vlib main data structure pointer
422     @param buffers - (u32 * ) buffer index array
423     @param n_buffers - (u32) number of buffers requested
424     @return - (u32) number of buffers actually allocated, may be
425     less than the number requested or zero
426 */
427 always_inline u32
428 vlib_buffer_alloc_from_free_list (vlib_main_t * vm,
429                                   u32 * buffers,
430                                   u32 n_buffers,
431                                   vlib_buffer_free_list_index_t index)
432 {
433   vlib_buffer_free_list_t *fl;
434   vlib_buffer_main_t *bm = vm->buffer_main;
435   u32 *src;
436   uword len;
437
438   ASSERT (bm->cb.vlib_buffer_fill_free_list_cb);
439
440   fl = pool_elt_at_index (vm->buffer_free_list_pool, index);
441
442   len = vec_len (fl->buffers);
443
444   if (PREDICT_FALSE (len < n_buffers))
445     {
446       bm->cb.vlib_buffer_fill_free_list_cb (vm, fl, n_buffers);
447       if (PREDICT_FALSE ((len = vec_len (fl->buffers)) == 0))
448         return 0;
449
450       /* even if fill free list didn't manage to refill free list
451          we should give what we have */
452       n_buffers = clib_min (len, n_buffers);
453
454       /* following code is intentionaly duplicated to allow compiler
455          to optimize fast path when n_buffers is constant value */
456       src = fl->buffers + len - n_buffers;
457       vlib_buffer_copy_indices (buffers, src, n_buffers);
458       _vec_len (fl->buffers) -= n_buffers;
459
460       /* Verify that buffers are known free. */
461       vlib_buffer_validate_alloc_free (vm, buffers, n_buffers,
462                                        VLIB_BUFFER_KNOWN_FREE);
463
464       return n_buffers;
465     }
466
467   src = fl->buffers + len - n_buffers;
468   vlib_buffer_copy_indices (buffers, src, n_buffers);
469   _vec_len (fl->buffers) -= n_buffers;
470
471   /* Verify that buffers are known free. */
472   vlib_buffer_validate_alloc_free (vm, buffers, n_buffers,
473                                    VLIB_BUFFER_KNOWN_FREE);
474
475   return n_buffers;
476 }
477
478 /** \brief Allocate buffers into supplied array
479
480     @param vm - (vlib_main_t *) vlib main data structure pointer
481     @param buffers - (u32 * ) buffer index array
482     @param n_buffers - (u32) number of buffers requested
483     @return - (u32) number of buffers actually allocated, may be
484     less than the number requested or zero
485 */
486 always_inline u32
487 vlib_buffer_alloc (vlib_main_t * vm, u32 * buffers, u32 n_buffers)
488 {
489   return vlib_buffer_alloc_from_free_list (vm, buffers, n_buffers,
490                                            VLIB_BUFFER_DEFAULT_FREE_LIST_INDEX);
491 }
492
493 /** \brief Allocate buffers into ring
494
495     @param vm - (vlib_main_t *) vlib main data structure pointer
496     @param buffers - (u32 * ) buffer index ring
497     @param start - (u32) first slot in the ring
498     @param ring_size - (u32) ring size
499     @param n_buffers - (u32) number of buffers requested
500     @return - (u32) number of buffers actually allocated, may be
501     less than the number requested or zero
502 */
503 always_inline u32
504 vlib_buffer_alloc_to_ring (vlib_main_t * vm, u32 * ring, u32 start,
505                            u32 ring_size, u32 n_buffers)
506 {
507   u32 n_alloc;
508
509   ASSERT (n_buffers <= ring_size);
510
511   if (PREDICT_TRUE (start + n_buffers <= ring_size))
512     return vlib_buffer_alloc (vm, ring + start, n_buffers);
513
514   n_alloc = vlib_buffer_alloc (vm, ring + start, ring_size - start);
515
516   if (PREDICT_TRUE (n_alloc == ring_size - start))
517     n_alloc += vlib_buffer_alloc (vm, ring, n_buffers - n_alloc);
518
519   return n_alloc;
520 }
521
522 /** \brief Free buffers
523     Frees the entire buffer chain for each buffer
524
525     @param vm - (vlib_main_t *) vlib main data structure pointer
526     @param buffers - (u32 * ) buffer index array
527     @param n_buffers - (u32) number of buffers to free
528
529 */
530 always_inline void
531 vlib_buffer_free (vlib_main_t * vm,
532                   /* pointer to first buffer */
533                   u32 * buffers,
534                   /* number of buffers to free */
535                   u32 n_buffers)
536 {
537   vlib_buffer_main_t *bm = vm->buffer_main;
538
539   ASSERT (bm->cb.vlib_buffer_free_cb);
540
541   return bm->cb.vlib_buffer_free_cb (vm, buffers, n_buffers);
542 }
543
544 /** \brief Free buffers, does not free the buffer chain for each buffer
545
546     @param vm - (vlib_main_t *) vlib main data structure pointer
547     @param buffers - (u32 * ) buffer index array
548     @param n_buffers - (u32) number of buffers to free
549
550 */
551 always_inline void
552 vlib_buffer_free_no_next (vlib_main_t * vm,
553                           /* pointer to first buffer */
554                           u32 * buffers,
555                           /* number of buffers to free */
556                           u32 n_buffers)
557 {
558   vlib_buffer_main_t *bm = vm->buffer_main;
559
560   ASSERT (bm->cb.vlib_buffer_free_no_next_cb);
561
562   return bm->cb.vlib_buffer_free_no_next_cb (vm, buffers, n_buffers);
563 }
564
565 /** \brief Free one buffer
566     Shorthand to free a single buffer chain.
567
568     @param vm - (vlib_main_t *) vlib main data structure pointer
569     @param buffer_index - (u32) buffer index to free
570 */
571 always_inline void
572 vlib_buffer_free_one (vlib_main_t * vm, u32 buffer_index)
573 {
574   vlib_buffer_free (vm, &buffer_index, /* n_buffers */ 1);
575 }
576
577 /** \brief Free buffers from ring
578
579     @param vm - (vlib_main_t *) vlib main data structure pointer
580     @param buffers - (u32 * ) buffer index ring
581     @param start - (u32) first slot in the ring
582     @param ring_size - (u32) ring size
583     @param n_buffers - (u32) number of buffers
584 */
585 always_inline void
586 vlib_buffer_free_from_ring (vlib_main_t * vm, u32 * ring, u32 start,
587                             u32 ring_size, u32 n_buffers)
588 {
589   ASSERT (n_buffers <= ring_size);
590
591   if (PREDICT_TRUE (start + n_buffers <= ring_size))
592     {
593       vlib_buffer_free (vm, ring + start, n_buffers);
594     }
595   else
596     {
597       vlib_buffer_free (vm, ring + start, ring_size - start);
598       vlib_buffer_free (vm, ring, n_buffers - (ring_size - start));
599     }
600 }
601
602 /** \brief Free buffers from ring without freeing tail buffers
603
604     @param vm - (vlib_main_t *) vlib main data structure pointer
605     @param buffers - (u32 * ) buffer index ring
606     @param start - (u32) first slot in the ring
607     @param ring_size - (u32) ring size
608     @param n_buffers - (u32) number of buffers
609 */
610 always_inline void
611 vlib_buffer_free_from_ring_no_next (vlib_main_t * vm, u32 * ring, u32 start,
612                                     u32 ring_size, u32 n_buffers)
613 {
614   ASSERT (n_buffers <= ring_size);
615
616   if (PREDICT_TRUE (start + n_buffers <= ring_size))
617     {
618       vlib_buffer_free_no_next (vm, ring + start, n_buffers);
619     }
620   else
621     {
622       vlib_buffer_free_no_next (vm, ring + start, ring_size - start);
623       vlib_buffer_free_no_next (vm, ring, n_buffers - (ring_size - start));
624     }
625 }
626
627 /* Add/delete buffer free lists. */
628 vlib_buffer_free_list_index_t vlib_buffer_create_free_list (vlib_main_t * vm,
629                                                             u32 n_data_bytes,
630                                                             char *fmt, ...);
631
632 /* Append given data to end of buffer, possibly allocating new buffers. */
633 int vlib_buffer_add_data (vlib_main_t * vm, u32 * buffer_index, void *data,
634                           u32 n_data_bytes);
635
636 /* duplicate all buffers in chain */
637 always_inline vlib_buffer_t *
638 vlib_buffer_copy (vlib_main_t * vm, vlib_buffer_t * b)
639 {
640   vlib_buffer_t *s, *d, *fd;
641   uword n_alloc, n_buffers = 1;
642   u32 flag_mask = VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT | VLIB_BUFFER_TOTAL_LENGTH_VALID;
643   int i;
644
645   s = b;
646   while (s->flags & VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT)
647     {
648       n_buffers++;
649       s = vlib_get_buffer (vm, s->next_buffer);
650     }
651   u32 new_buffers[n_buffers];
652
653   n_alloc = vlib_buffer_alloc (vm, new_buffers, n_buffers);
654
655   /* No guarantee that we'll get all the buffers we asked for */
656   if (PREDICT_FALSE (n_alloc < n_buffers))
657     {
658       if (n_alloc > 0)
659         vlib_buffer_free (vm, new_buffers, n_alloc);
660       return 0;
661     }
662
663   /* 1st segment */
664   s = b;
665   fd = d = vlib_get_buffer (vm, new_buffers[0]);
666   d->current_data = s->current_data;
667   d->current_length = s->current_length;
668   d->flags = s->flags & flag_mask;
669   d->total_length_not_including_first_buffer =
670     s->total_length_not_including_first_buffer;
671   clib_memcpy_fast (d->opaque, s->opaque, sizeof (s->opaque));
672   clib_memcpy_fast (d->opaque2, s->opaque2, sizeof (s->opaque2));
673   clib_memcpy_fast (vlib_buffer_get_current (d),
674                     vlib_buffer_get_current (s), s->current_length);
675
676   /* next segments */
677   for (i = 1; i < n_buffers; i++)
678     {
679       /* previous */
680       d->next_buffer = new_buffers[i];
681       /* current */
682       s = vlib_get_buffer (vm, s->next_buffer);
683       d = vlib_get_buffer (vm, new_buffers[i]);
684       d->current_data = s->current_data;
685       d->current_length = s->current_length;
686       clib_memcpy_fast (vlib_buffer_get_current (d),
687                         vlib_buffer_get_current (s), s->current_length);
688       d->flags = s->flags & flag_mask;
689     }
690
691   return fd;
692 }
693
694 /** \brief Create a maximum of 256 clones of buffer and store them
695     in the supplied array
696
697     @param vm - (vlib_main_t *) vlib main data structure pointer
698     @param src_buffer - (u32) source buffer index
699     @param buffers - (u32 * ) buffer index array
700     @param n_buffers - (u16) number of buffer clones requested (<=256)
701     @param head_end_offset - (u16) offset relative to current position
702            where packet head ends
703     @return - (u16) number of buffers actually cloned, may be
704     less than the number requested or zero
705 */
706 always_inline u16
707 vlib_buffer_clone_256 (vlib_main_t * vm, u32 src_buffer, u32 * buffers,
708                        u16 n_buffers, u16 head_end_offset)
709 {
710   u16 i;
711   vlib_buffer_t *s = vlib_get_buffer (vm, src_buffer);
712
713   ASSERT (s->n_add_refs == 0);
714   ASSERT (n_buffers);
715   ASSERT (n_buffers <= 256);
716
717   if (s->current_length <= head_end_offset + CLIB_CACHE_LINE_BYTES * 2)
718     {
719       buffers[0] = src_buffer;
720       for (i = 1; i < n_buffers; i++)
721         {
722           vlib_buffer_t *d;
723           d = vlib_buffer_copy (vm, s);
724           if (d == 0)
725             return i;
726           buffers[i] = vlib_get_buffer_index (vm, d);
727
728         }
729       return n_buffers;
730     }
731
732   if (PREDICT_FALSE (n_buffers == 1))
733     {
734       buffers[0] = src_buffer;
735       return 1;
736     }
737
738   n_buffers = vlib_buffer_alloc (vm, buffers, n_buffers);
739
740   for (i = 0; i < n_buffers; i++)
741     {
742       vlib_buffer_t *d = vlib_get_buffer (vm, buffers[i]);
743       d->current_data = s->current_data;
744       d->current_length = head_end_offset;
745       d->total_length_not_including_first_buffer = s->current_length -
746         head_end_offset;
747       if (PREDICT_FALSE (s->flags & VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT))
748         {
749           d->total_length_not_including_first_buffer +=
750             s->total_length_not_including_first_buffer;
751         }
752       d->flags = s->flags | VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT;
753       d->flags &= ~VLIB_BUFFER_EXT_HDR_VALID;
754       clib_memcpy_fast (d->opaque, s->opaque, sizeof (s->opaque));
755       clib_memcpy_fast (d->opaque2, s->opaque2, sizeof (s->opaque2));
756       clib_memcpy_fast (vlib_buffer_get_current (d),
757                         vlib_buffer_get_current (s), head_end_offset);
758       d->next_buffer = src_buffer;
759     }
760   vlib_buffer_advance (s, head_end_offset);
761   s->n_add_refs = n_buffers - 1;
762   while (s->flags & VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT)
763     {
764       s = vlib_get_buffer (vm, s->next_buffer);
765       s->n_add_refs = n_buffers - 1;
766     }
767
768   return n_buffers;
769 }
770
771 /** \brief Create multiple clones of buffer and store them
772     in the supplied array
773
774     @param vm - (vlib_main_t *) vlib main data structure pointer
775     @param src_buffer - (u32) source buffer index
776     @param buffers - (u32 * ) buffer index array
777     @param n_buffers - (u16) number of buffer clones requested (<=256)
778     @param head_end_offset - (u16) offset relative to current position
779            where packet head ends
780     @return - (u16) number of buffers actually cloned, may be
781     less than the number requested or zero
782 */
783 always_inline u16
784 vlib_buffer_clone (vlib_main_t * vm, u32 src_buffer, u32 * buffers,
785                    u16 n_buffers, u16 head_end_offset)
786 {
787   vlib_buffer_t *s = vlib_get_buffer (vm, src_buffer);
788   u16 n_cloned = 0;
789
790   while (n_buffers > 256)
791     {
792       vlib_buffer_t *copy;
793       copy = vlib_buffer_copy (vm, s);
794       n_cloned += vlib_buffer_clone_256 (vm,
795                                          vlib_get_buffer_index (vm, copy),
796                                          (buffers + n_cloned),
797                                          256, head_end_offset);
798       n_buffers -= 256;
799     }
800   n_cloned += vlib_buffer_clone_256 (vm, src_buffer,
801                                      buffers + n_cloned,
802                                      n_buffers, head_end_offset);
803
804   return n_cloned;
805 }
806
807 /** \brief Attach cloned tail to the buffer
808
809     @param vm - (vlib_main_t *) vlib main data structure pointer
810     @param head - (vlib_buffer_t *) head buffer
811     @param tail - (Vlib buffer_t *) tail buffer to clone and attach to head
812 */
813
814 always_inline void
815 vlib_buffer_attach_clone (vlib_main_t * vm, vlib_buffer_t * head,
816                           vlib_buffer_t * tail)
817 {
818   ASSERT ((head->flags & VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT) == 0);
819
820   head->flags |= VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT;
821   head->flags &= ~VLIB_BUFFER_TOTAL_LENGTH_VALID;
822   head->flags &= ~VLIB_BUFFER_EXT_HDR_VALID;
823   head->flags |= (tail->flags & VLIB_BUFFER_TOTAL_LENGTH_VALID);
824   head->next_buffer = vlib_get_buffer_index (vm, tail);
825   head->total_length_not_including_first_buffer = tail->current_length +
826     tail->total_length_not_including_first_buffer;
827
828 next_segment:
829   clib_atomic_add_fetch (&tail->n_add_refs, 1);
830
831   if (tail->flags & VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT)
832     {
833       tail = vlib_get_buffer (vm, tail->next_buffer);
834       goto next_segment;
835     }
836 }
837
838 /* Initializes the buffer as an empty packet with no chained buffers. */
839 always_inline void
840 vlib_buffer_chain_init (vlib_buffer_t * first)
841 {
842   first->total_length_not_including_first_buffer = 0;
843   first->current_length = 0;
844   first->flags &= ~VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT;
845   first->flags |= VLIB_BUFFER_TOTAL_LENGTH_VALID;
846 }
847
848 /* The provided next_bi buffer index is appended to the end of the packet. */
849 always_inline vlib_buffer_t *
850 vlib_buffer_chain_buffer (vlib_main_t * vm, vlib_buffer_t * last, u32 next_bi)
851 {
852   vlib_buffer_t *next_buffer = vlib_get_buffer (vm, next_bi);
853   last->next_buffer = next_bi;
854   last->flags |= VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT;
855   next_buffer->current_length = 0;
856   next_buffer->flags &= ~VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT;
857   return next_buffer;
858 }
859
860 /* Increases or decreases the packet length.
861  * It does not allocate or deallocate new buffers.
862  * Therefore, the added length must be compatible
863  * with the last buffer. */
864 always_inline void
865 vlib_buffer_chain_increase_length (vlib_buffer_t * first,
866                                    vlib_buffer_t * last, i32 len)
867 {
868   last->current_length += len;
869   if (first != last)
870     first->total_length_not_including_first_buffer += len;
871 }
872
873 /* Copy data to the end of the packet and increases its length.
874  * It does not allocate new buffers.
875  * Returns the number of copied bytes. */
876 always_inline u16
877 vlib_buffer_chain_append_data (vlib_main_t * vm,
878                                vlib_buffer_free_list_index_t free_list_index,
879                                vlib_buffer_t * first,
880                                vlib_buffer_t * last, void *data, u16 data_len)
881 {
882   u32 n_buffer_bytes = VLIB_BUFFER_DATA_SIZE;
883   ASSERT (n_buffer_bytes >= last->current_length + last->current_data);
884   u16 len = clib_min (data_len,
885                       n_buffer_bytes - last->current_length -
886                       last->current_data);
887   clib_memcpy_fast (vlib_buffer_get_current (last) + last->current_length,
888                     data, len);
889   vlib_buffer_chain_increase_length (first, last, len);
890   return len;
891 }
892
893 /* Copy data to the end of the packet and increases its length.
894  * Allocates additional buffers from the free list if necessary.
895  * Returns the number of copied bytes.
896  * 'last' value is modified whenever new buffers are allocated and
897  * chained and points to the last buffer in the chain. */
898 u16
899 vlib_buffer_chain_append_data_with_alloc (vlib_main_t * vm,
900                                           vlib_buffer_free_list_index_t
901                                           free_list_index,
902                                           vlib_buffer_t * first,
903                                           vlib_buffer_t ** last, void *data,
904                                           u16 data_len);
905 void vlib_buffer_chain_validate (vlib_main_t * vm, vlib_buffer_t * first);
906
907 format_function_t format_vlib_buffer, format_vlib_buffer_and_data,
908   format_vlib_buffer_contents;
909
910 typedef struct
911 {
912   /* Vector of packet data. */
913   u8 *packet_data;
914
915   /* Number of buffers to allocate in each call to allocator. */
916   u32 min_n_buffers_each_alloc;
917
918   /* Buffer free list for this template. */
919   vlib_buffer_free_list_index_t free_list_index;
920
921   u32 *free_buffers;
922
923   u8 *name;
924 } vlib_packet_template_t;
925
926 void vlib_packet_template_get_packet_helper (vlib_main_t * vm,
927                                              vlib_packet_template_t * t);
928
929 void vlib_packet_template_init (vlib_main_t * vm,
930                                 vlib_packet_template_t * t,
931                                 void *packet_data,
932                                 uword n_packet_data_bytes,
933                                 uword min_n_buffers_each_alloc,
934                                 char *fmt, ...);
935
936 void *vlib_packet_template_get_packet (vlib_main_t * vm,
937                                        vlib_packet_template_t * t,
938                                        u32 * bi_result);
939
940 always_inline void
941 vlib_packet_template_free (vlib_main_t * vm, vlib_packet_template_t * t)
942 {
943   vec_free (t->packet_data);
944 }
945
946 static_always_inline vlib_buffer_pool_t *
947 vlib_buffer_pool_get (vlib_main_t * vm, u8 buffer_pool_index)
948 {
949   vlib_buffer_main_t *bm = vm->buffer_main;
950   return vec_elt_at_index (bm->buffer_pools, buffer_pool_index);
951 }
952
953 always_inline void
954 vlib_buffer_add_to_free_list (vlib_main_t * vm,
955                               vlib_buffer_free_list_t * f,
956                               u32 buffer_index, u8 do_init)
957 {
958   vlib_buffer_pool_t *bp = vlib_buffer_pool_get (vm, f->buffer_pool_index);
959   vlib_buffer_t *b;
960   b = vlib_get_buffer (vm, buffer_index);
961   if (PREDICT_TRUE (do_init))
962     clib_memset (b, 0, STRUCT_OFFSET_OF (vlib_buffer_t, template_end));
963   vec_add1_aligned (f->buffers, buffer_index, CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
964
965   if (vec_len (f->buffers) > 4 * VLIB_FRAME_SIZE)
966     {
967       clib_spinlock_lock (&bp->lock);
968       /* keep last stored buffers, as they are more likely hot in the cache */
969       vec_add_aligned (bp->buffers, f->buffers, VLIB_FRAME_SIZE,
970                        CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
971       vec_delete (f->buffers, VLIB_FRAME_SIZE, 0);
972       f->n_alloc -= VLIB_FRAME_SIZE;
973       clib_spinlock_unlock (&bp->lock);
974     }
975 }
976
977 #if CLIB_DEBUG > 0
978 extern u32 *vlib_buffer_state_validation_lock;
979 extern uword *vlib_buffer_state_validation_hash;
980 extern void *vlib_buffer_state_heap;
981 #endif
982
983 static inline void
984 vlib_validate_buffer_in_use (vlib_buffer_t * b, u32 expected)
985 {
986 #if CLIB_DEBUG > 0
987   uword *p;
988   void *oldheap;
989
990   oldheap = clib_mem_set_heap (vlib_buffer_state_heap);
991
992   while (clib_atomic_test_and_set (vlib_buffer_state_validation_lock))
993     ;
994
995   p = hash_get (vlib_buffer_state_validation_hash, b);
996
997   /* If we don't know about b, declare it to be in the expected state */
998   if (!p)
999     {
1000       hash_set (vlib_buffer_state_validation_hash, b, expected);
1001       goto out;
1002     }
1003
1004   if (p[0] != expected)
1005     {
1006       void cj_stop (void);
1007       u32 bi;
1008       vlib_main_t *vm = &vlib_global_main;
1009
1010       cj_stop ();
1011
1012       bi = vlib_get_buffer_index (vm, b);
1013
1014       clib_mem_set_heap (oldheap);
1015       clib_warning ("%.6f buffer %llx (%d): %s, not %s",
1016                     vlib_time_now (vm), bi,
1017                     p[0] ? "busy" : "free", expected ? "busy" : "free");
1018       os_panic ();
1019     }
1020 out:
1021   CLIB_MEMORY_BARRIER ();
1022   *vlib_buffer_state_validation_lock = 0;
1023   clib_mem_set_heap (oldheap);
1024 #endif
1025 }
1026
1027 static inline void
1028 vlib_validate_buffer_set_in_use (vlib_buffer_t * b, u32 expected)
1029 {
1030 #if CLIB_DEBUG > 0
1031   void *oldheap;
1032
1033   oldheap = clib_mem_set_heap (vlib_buffer_state_heap);
1034
1035   while (clib_atomic_test_and_set (vlib_buffer_state_validation_lock))
1036     ;
1037
1038   hash_set (vlib_buffer_state_validation_hash, b, expected);
1039
1040   CLIB_MEMORY_BARRIER ();
1041   *vlib_buffer_state_validation_lock = 0;
1042   clib_mem_set_heap (oldheap);
1043 #endif
1044 }
1045
1046 /** minimum data size of first buffer in a buffer chain */
1047 #define VLIB_BUFFER_CHAIN_MIN_FIRST_DATA_SIZE (256)
1048
1049 /**
1050  * @brief compress buffer chain in a way where the first buffer is at least
1051  * VLIB_BUFFER_CHAIN_MIN_FIRST_DATA_SIZE long
1052  *
1053  * @param[in] vm - vlib_main
1054  * @param[in,out] first - first buffer in chain
1055  * @param[in,out] discard_vector - vector of buffer indexes which were removed
1056  * from the chain
1057  */
1058 always_inline void
1059 vlib_buffer_chain_compress (vlib_main_t * vm,
1060                             vlib_buffer_t * first, u32 ** discard_vector)
1061 {
1062   if (first->current_length >= VLIB_BUFFER_CHAIN_MIN_FIRST_DATA_SIZE ||
1063       !(first->flags & VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT))
1064     {
1065       /* this is already big enough or not a chain */
1066       return;
1067     }
1068
1069   u32 want_first_size = clib_min (VLIB_BUFFER_CHAIN_MIN_FIRST_DATA_SIZE,
1070                                   VLIB_BUFFER_DATA_SIZE -
1071                                   first->current_data);
1072   do
1073     {
1074       vlib_buffer_t *second = vlib_get_buffer (vm, first->next_buffer);
1075       u32 need = want_first_size - first->current_length;
1076       u32 amount_to_copy = clib_min (need, second->current_length);
1077       clib_memcpy_fast (((u8 *) vlib_buffer_get_current (first)) +
1078                         first->current_length,
1079                         vlib_buffer_get_current (second), amount_to_copy);
1080       first->current_length += amount_to_copy;
1081       second->current_data += amount_to_copy;
1082       second->current_length -= amount_to_copy;
1083       if (first->flags & VLIB_BUFFER_TOTAL_LENGTH_VALID)
1084         {
1085           first->total_length_not_including_first_buffer -= amount_to_copy;
1086         }
1087       if (!second->current_length)
1088         {
1089           vec_add1 (*discard_vector, first->next_buffer);
1090           if (second->flags & VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT)
1091             {
1092               first->next_buffer = second->next_buffer;
1093             }
1094           else
1095             {
1096               first->flags &= ~VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT;
1097             }
1098           second->flags &= ~VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT;
1099         }
1100     }
1101   while ((first->current_length < want_first_size) &&
1102          (first->flags & VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT));
1103 }
1104
1105 /**
1106  * @brief linearize buffer chain - the first buffer is filled, if needed,
1107  * buffers are allocated and filled, returns free space in last buffer or
1108  * negative on failure
1109  *
1110  * @param[in] vm - vlib_main
1111  * @param[in,out] first - first buffer in chain
1112  */
1113 always_inline int
1114 vlib_buffer_chain_linearize (vlib_main_t * vm, vlib_buffer_t * first)
1115 {
1116   vlib_buffer_t *b = first;
1117   u32 buf_len = VLIB_BUFFER_DATA_SIZE;
1118   // free buffer chain starting from the second buffer
1119   int free_count = (b->flags & VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT) != 0;
1120   u32 chain_to_free = b->next_buffer;
1121
1122   u32 len = vlib_buffer_length_in_chain (vm, b);
1123   u32 free_len = buf_len - b->current_data - b->current_length;
1124   int alloc_len = clib_max (len - free_len, 0); //use the free len in the first buffer
1125   int n_buffers = (alloc_len + buf_len - 1) / buf_len;
1126   u32 new_buffers[n_buffers];
1127
1128   u32 n_alloc = vlib_buffer_alloc (vm, new_buffers, n_buffers);
1129   if (n_alloc != n_buffers)
1130     {
1131       vlib_buffer_free_no_next (vm, new_buffers, n_alloc);
1132       return -1;
1133     }
1134
1135   vlib_buffer_t *s = b;
1136   while (s->flags & VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT)
1137     {
1138       s = vlib_get_buffer (vm, s->next_buffer);
1139       int d_free_len = buf_len - b->current_data - b->current_length;
1140       ASSERT (d_free_len >= 0);
1141       // chain buf and split write
1142       u32 copy_len = clib_min (d_free_len, s->current_length);
1143       u8 *d = vlib_buffer_put_uninit (b, copy_len);
1144       clib_memcpy (d, vlib_buffer_get_current (s), copy_len);
1145       int rest = s->current_length - copy_len;
1146       if (rest > 0)
1147         {
1148           //prev buf is full
1149           ASSERT (vlib_buffer_get_tail (b) == b->data + buf_len);
1150           ASSERT (n_buffers > 0);
1151           b = vlib_buffer_chain_buffer (vm, b, new_buffers[--n_buffers]);
1152           //make full use of the new buffers
1153           b->current_data = 0;
1154           d = vlib_buffer_put_uninit (b, rest);
1155           clib_memcpy (d, vlib_buffer_get_current (s) + copy_len, rest);
1156         }
1157     }
1158   vlib_buffer_free (vm, &chain_to_free, free_count);
1159   b->flags &= ~VLIB_BUFFER_TOTAL_LENGTH_VALID;
1160   if (b == first)               /* no buffers addeed */
1161     b->flags &= ~VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT;
1162   ASSERT (len == vlib_buffer_length_in_chain (vm, first));
1163   ASSERT (n_buffers == 0);
1164   return buf_len - b->current_data - b->current_length;
1165 }
1166
1167 #endif /* included_vlib_buffer_funcs_h */
1168
1169 /*
1170  * fd.io coding-style-patch-verification: ON
1171  *
1172  * Local Variables:
1173  * eval: (c-set-style "gnu")
1174  * End:
1175  */